강의 담금질 이상 임계직경

[김원일]

(2) 임계직경에 의한 경화능 표시방법

경화능은 보통 퀜칭 경화층의 깊이로서 결정한다. 이 때 경화층의 깊이를 결정하기 위해서

  이상 임계직경

강종	DI(mm)
S30C	13.7
S45C	21.6
S50C	22.9
S56C	24.1
SCr415	406
SCr420	48.3
SCr430	58.4
SCr435	63.5
SCr440	66.0
SCr445	71.1

  이상 임계직경

강종	DI(mm)
SMn420	52.1
SMn430	39.6
SMn438	37.1
SMn443	30.5
SMn443	39.6
SNC236	67.3
SNC415	33.0
SNC631	88.9
SNC815	80.0
SNC836	119.4

  ideal diameter

강종	DI(mm)
SNCM220	63.5
SNCM240	97.8
SNCM415	62.2
SNCM420	72.4
SNCM431	137.1
SNCM439	160.0
SNCM447	172.7
SNCM616	472.4
SNCM625	213.4
SNCM630	435.0

  ideal diameter

강종	DI(mm)
SCM415	68.6
SCM420	78.7
SCM421	86.9
SCM430	99.1
SCM432	83.8
SCM435	106.7
SCM440	114.3
SCM445	119.4
SCM822	109.2

일반적으로 50%martensite조직의 경도인 HRC 50(HV=513)을

                                            임계경도(臨界硬度, critical hardness)라고 하며, 

중심부의 경도가 임계경도인 HRC 50을 나타내는 강재직경을

                                        임계직경(臨界直徑, critical diameter)이라고 한다.  

 강재표면으로부터 50% martensite 부분까지의 깊이를 퀜칭 경화층 깊이,그리고 중심부의 조직이 50% martensite로 되는 강재직경을 이상 임계직경(理想 臨界 直徑, ideal diameter =DI)라고 한다.

50% martensite를 임계직경의 기준으로 선정하는 이유는 퀜칭된 환봉단면을 nital로 부식시키면 50% martensite - 50% pearlite지역에서 경화부와 비경화부사이의 부식의 짙고옅음(濃淡)의 차이가 매우 현저하고,  50% martensite지역이 임계경도인 HRC 50에 거의 해당하기 때문이다.

탄소강은 비교적  DI가 작으므로 경화능이 떨어진다 할 수 있다.

일반 조질 제품은 martensite50%이상 있으면 경화가 되었다고 인정하고 tempering할 수 있다. 그러나 탄소강의 경우는 DI가 작고 경화깊이가 얕기 때문에 두께가 얇은 제품을 선택하거나 경화 냉각시 물에 냉각하는 것이 바람직하다.

Ni-Cr강인 KS SNC 236강(JIS SNC 1강, AISI 3140강)을 수냉 및 유냉하였을 때

강봉 직경에 따른 중심부경도의 변화를 살펴보면 강재 직경에 따른 중심부 경도의 급격한 변화는 임계경도인 HRC 50과 거의 근사하다는 사실을 알 수 있고,                                  

또 이 임계직경은 냉각제의 종류에 따라 다른데 유냉시에는 1.25", 

                                                                    수냉시에는 1.83"로 수냉시가 크다는 것을 알 수 있다.

이 임계직경은 강의 화학조성과 결정립도에 따라서 결정되는 강 고유의 성질이며 경화능의 비교기준으로서 이용되고 있다.